作为生命体的基本组成部分,众多科学家从事细胞的研究,探究当细胞处于不同的生理状态时,从不同的角度分析细胞生物特性、物理特性等。细胞的尺寸很小,无法在宏观尺度上对其进行观测。原子力显微镜具有纳米级分辨率的特点,被广泛应用于微观测试领域。细胞骨架作为影响细胞力学特性的重要因素之一,在维持细胞形态稳定、响应外界刺激等方面起着重要的作用。当细胞所处的环境发生变化时,也会改变细胞的形态结构与力学特性。本文为更好地判断细胞的生理状态,在微观尺度上基于原子力纳米操纵技术开展对癌细胞的形貌与力学特性的研究,探索肝细胞癌变前后形貌与力学特性之间的差异,为区分正常肝细胞与肝癌细胞提供实验数据支撑。在此基础上探究了基底对细胞力学特性的影响,由于基底硬度的改变,细胞骨架发生重排,在细胞内的分布产生变化。本文通过在液相下对采集正常肝细胞与肝癌细胞的形貌信息与力学特性参数,对比分析了正常肝细胞与肝癌细胞之间存在的差异,并将利用原子力显微镜（Atomic Force Microscope,AFM）获得的原始图像进行去噪、校正和均衡化处理,突出图像上未显现的微小结构信息,结果表明:肝细胞发生癌变后,细胞的高度变高,伪足结构更为丰富;细胞的弹性模量与粘附力均呈变小的趋势,这和癌细胞的扩散与转移相关。本文选用聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane,PDMS）作为基底材料,通过调整PDMS主剂与固化剂的比例获得不同硬度的基底,基于原子力纳米操纵技术对培养于不同硬度基底的细胞上进行纳米压痕实验,获得在不同硬度基底上生长的细胞的弹性特征。结果表明:探针针尖在压痕过程中与基底接触,影响获得的细胞弹性模量的准确性,利用互相关算法去除压痕曲线上受基底影响的数据,然后将剩余数据段延长,得到无基底影响的压痕曲线,基于Sneddon接触模型对其进行拟合,获得无基底影响的弹性模量;基底硬度的改变影响了细胞弹性模量,细胞骨架是细胞弹性模量的决定因素,其在细胞内的分布随基底硬度的改变发生变化。由此可见,原子力纳米操纵技术为细胞诊断、细胞所处环境对细胞的作用机理研究提供了一种分析手段。